三相感应电机电磁噪声、电流谐波和附加损耗的分析与抑制

发布时间：2020-04-13 12:34

【摘要】：感应电机是目前使用最广泛的电机形式。感应电机的噪声、电网污染、损耗等问题也越来越受到人们的关注。本文着眼于从这三个方面分析与提升感应电机的性能。由于感应电机谐波磁场的存在是电磁振动噪声、定子电流谐波、附加转矩和附加损耗产生的最主要来源,因此本文首先对鼠笼转子三相感应电机的谐波磁场进行深入的理论推导和分析,总结感应电机中磁场的主要谐波成分,并详细地分析了感应电机电磁振动和噪声的产生机理。在此基础上提出一种采用辅助槽的感应电机转子结构或定子结构以降低感应电机定、转子齿谐波相互作用引起的电磁振动和噪声。通过一台2极5.5kW的三相感应电动机有限元仿真分析和实验验证所提出的辅助槽结构能有效降低电机的振动和噪声。实验表明,采用辅助槽的转子结构后,样机的噪声降低了约5dB(A)。然后,本文详细分析感应电机的定子电流谐波。通常而言,感应电机采用闭口槽转子能有效降低电机定子电流谐波。然而,作者发现某些采用闭口槽转子的感应电机由于闭口槽桥拱的局部饱和现象而出现显著的低次定子电流谐波,该谐波会对电网造成污染。本文对该谐波成分进行详细的理论推导、仿真分析和实验验证,并提出削弱该谐波的方法。最后,研究感应电机附加损耗,并重点分析定子自扣片结构对电机性能的影响。分别研究了定子铁芯扣点的数量、位置和尺寸对电机的影响。研究发现,当选取某些特定的扣点数量时能有效降低自扣片上的附加损耗,从而提高电机的效率;同时也探究扣点位置和尺寸对电机附加损耗的影响规律,以合理地选择扣点的位置和尺寸。
【图文】：

变频感应,电机振动,气隙磁密,分析模型

１绪论逡逑可以用于快速计算ＰＷＭ逆变器供电的感应电机的电磁振动和噪声的多物理量分析模型；逡逑文献［５９］在文献［５８］的基础上，增加了热模型，如图１－１所示。文献［６０］通过实验测量的方逡逑法研究采用ＳＶＰＷＭ调制的变频感应电机的噪声特性。逡逑Ｔｒａｃｔｉｏｎ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ逦ＭＵＬＴＩ－ＯＢＪＥＣＴＩＶＢ邋ＯＰＴＩＭＩＳＡＴＩＯＮ逡逑Ｉ逦Ｍｏｔｏｒ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ逦Ｓｏｕｎｄ邋ｐｏｗｅｒ邋ｌｅｖｅｌ逦＊逡逑Ｉ逦ｔ逦Ｉ逡逑Ｉ逦逦：逦邋逦—逦邋逦：逦邋＞逡逑Ｋ邋ｌ））邋ｋ邋＃逦」逡逑Ｓｉｍｕ？ｎｋ逦’逡逑ｍｖｅｒｔ＾ｉ邋ｑｕｉｖ＾ｌｅｎｔ邋ｃｉｒｃｕｉｔ逦Ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋２Ｄ邋ＦＦＴ邋ｏｎ邋ｒｉｎｇ邋ｍｏｄｅｌ逦Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ邋ｒａｄｉａｂｏｎ邋ｆａｃｔｏｒ逡逑ＥＬＪｔｒｒＫ（邋）Ｍ．＼ｉ；Ｎｔ＇ｎ＜：邋ＭＯＤＥＬ邋ｍｋ（，ｉ邋ｉａｎｉ（，ａｉ．邋＞Ｉ）１，Ｉ．逦ａｃ，＜＞ｕｓｔｉ（，ｍ（邋＞ｌ）ｅｌ逡逑ｉｒｏｎ邋ａｎｄ邋Ｊｏｕｌｅ邋ｌｏｓｓｅｓ逡逑Ｉ＇ＨＫＲＭＡｌ．ＭｏｎＦ．Ｉ．逡逑图１－１变频感应电机振动和噪声的多物理量分析模型（櫖是气隙磁密，ｗ是定子动态形逡逑变）［５９］逡逑（２）国内感应电机振动和噪声的研究和发展概况逡逑国内对电机噪声的研究始于上世纪七十年代［６１］，随后便有很多的国内学者加入了电机逡逑噪声研究的领域中，产生了许多宝贵的研究成果，现举部分例子如下：逡逑以陈永校、诸自强、林瑞光、祝长生、吴建华等学者为代表的浙江大学的科研团队从逡逑上世纪八十年代开始便着手研究电机的振动和噪声

三相感应电机电磁噪声、电流谐波和附加损耗的分析与抑制

图１｜６７］逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM346

【参考文献】